湖南省皂市水电站发电机定子下线施工（林小鹏,吴泥,黎家金）

时间：2021-01-14 08:12:01　来源：柠檬阅读网本文已影响人

摘要: 皂市水电站安装两台混流式水轮发电机组，发电机定子绕组为双并联支路三相条形波绕组。由于机组技术参数安装工艺等要求高，且工期紧，发电机定子现场下线工期紧，工序多，工作量大，施工工艺组织很重要。重点介绍了皂市水电站发电机定子的下线准备与主要工艺特点，可供类似下线施工参考。

关键词: 施工特点;施工工艺;混流式水轮发电机;皂市水利枢纽

中图分类号: TK733+ .1 文献标识码: A

1 工程概况

皂市水电站安装两台混流式水轮发电机组，发电机定子绕组为双并联支路三相条形波绕组。线棒由34股双涤纶玻璃丝包扁铜导线组成，线棒绝缘采用云母绝缘系统，绝缘等级为F级。端部外包高电阻防晕带。在安装间进行定子叠片后吊装到机坑，在机坑进行下线施工。水轮发电机相关的参数如下:

型式:立轴半伞式、空冷、三相交流同步发电机

型号:SF60-38/9070

额定功率/额定容量:60MW/68.57MVA

额定电压:10.5kV

额定电流:3770A

额定转速:157.9r/min

励磁电压（空载/额定功率/最大功率）:88V/227V/238V

励磁电流（空载/额定功率/最大功率）:530A/968A/1018A

绝缘等级:F级

铁芯高度:870mm

通风沟数:16（通风沟宽度:6mm）

铁芯内圆半径:4150mm

铁芯槽数:456槽（-Y第1槽，顺时针方向，+Y第229槽，每极每相4槽）

线槽尺寸:137mm×20.5mm

相数:3

极数:38

定子和转子间空气隙（额定工况）:22mm

定子绕组对地电容:0.631μf/相

定子绕组导体电流密度:3.01/3.30A/mm2

线棒:普通棒684根，加长棒228根

2 定子下线准备

2.1 场地布置

定子下线是在春雨季进行，空气湿度较大。且土建工程未完工，2号机组段屋面未封顶，1、2号机组段间采用搭设钢管脚手架并铺设雨布进行防雨，厂房下游墙未砌墙封闭，需防雨水。在定子下线期间，厂房需进行内装修，灰尘较大，需设置除尘装置。为赶工期，因此需采取相应的防雨防尘措施。

（1）湿度控制。在定子机坑内配置2台除湿机，经常投入使用;利用碘钨灯照明，促使空气干燥，同时做好照明防火安全措施;沿机坑砌筑一面挡水墙，避免外来水流入。

（2）粉尘控制。在发电机层沿定子机坑周围用铁栏杆和彩条布搭设“蒙古包”，施工人员换装进入，对作业区实行封闭管理;经常拖洗地面，保持作业区清洁卫生。

（3）作业平台。设计制作简易定子下线施工平台，平台利用钢管和花纹钢板组成，保证一定强度和操作空间。

（4）夜间照明。下线施工通常连班作业，夜间照明布置专线，多级漏电保护，并沿下线机坑布置灭火器材。

（5）工区布置。利用工具间进行线棒绕包和漆胶配方，里间作材料房，云母带、浸渍涤纶毡等用冰柜低温保存。

（6）化学用品安全。清洗剂、胶水、树脂、磁漆等适量配给，专人收发登记，确保材料运用安全无浪费。化学用品作业人员穿戴医用手套、护目镜、防护服，遵守危险化学品安全使用规程。

2.2 设备清点

（1）设备清点。检查数量、规格、外形尺寸、保质期，发现缺件或质量问题，及时联系监理、厂家妥善处理。

（2）下线工料。参照ALSTOM公司到货和技术资料，统计、置备下线工料（见表1）。

（3）测量与标识。用油标卡尺测量线槽宽度，检测线棒、绝缘盒尺寸，作好记录。在上齿压板压指上面用钢印标记铁芯线槽号。定位-Y方向，按图分别顺次标识下层线棒、上层线棒、测温电阻对应槽号。用250V兆欧表测量铁芯测温电阻对地绝缘情况，绝缘电阻应大于20MΩ。

2.3 线棒抽检

（1）绝缘测试。线棒嵌装前用2500V兆欧表检测，绝缘电阻均大于5000MΩ。线棒抽检试验时应将线棒平放在试验平台上，用10mm木板制作小枕盒将上、下端部垫平，防止线棒变形。

（2）交流耐压。对每根线棒进行交流耐压试验，试验电压2.75U+2.5=31.375kV，耐压时间1min，试验前后线棒的绝缘电阻应无明显变化。

3 主要工艺及其特点

3.1 测温电阻埋设

测温元件为热电阻，铁芯内12套，槽中18套分短、中、长3种规格。槽中埋设时层间垫条改用测温垫条，安装时应防止电阻机械性损伤。铁芯测温电阻用环氧树脂6101粘牢固化在安装部位。槽中测温电阻用NOMEX胶带固定于层间垫条上。槽中测温装置如图1（略）中项5。

1.槽楔;2.弹性波纹板0.9×20;3.F级低电阻层压板1×20×890;4.NOMEX绝缘纸0.25×20;5.垫条、定子测温装置;6.半导体坯布（涂半导体硅胶）0.11×100;7.预浸桐马低电阻毡1×19.5×890

3.2 线棒嵌入与绑扎

（1）硅胶厚度。检查测量线棒尺寸，对照实测槽宽，确定硅胶的厚度，包扎半导体坯布（见表2）。

（2）线棒打磨。铜棒表面打光并清洁，无损伤、无灰尘、无油脂，尤其焊接面要打光、用干布擦干净，满足铜焊要求。用非导电彩笔对线棒进行标记。

（3）线槽保护。清洁线槽后用胶带粘住线槽边角，保护线棒缠绕带，在下线后去除，并清除铁芯上多余硅胶。

（4）下线调整。测量线圈上、下端伸出长度，检测线棒调整情况，用塑料榔头垫纤维板和毛毡进行调整。与铁芯槽部的接触加垫1mm预浸桐马低电阻毡，防止电腐蚀，延长线棒使用寿命。层间半导体垫条每槽1块，厂家到货垫条偏宽，使用时按实测尺寸进行裁剪。

（5）预楔紧。安装垫板和RTD，用硬木块预楔紧下层线棒。

（6）垫块。用样板标记垫块轴向位置;先从无浪涌环的排（不与端箍相关联的间隔垫块）开始安装（间隔垫块→上下端垫块→浪涌环）;调整垫块厚度（劈面或增毛毡）;环氧树脂浸渍（冷固化）毛毡，将毛毡折成U形沿垫块放置;垫块不能过紧，避免线棒产生应力;玻璃丝带不能皱折，环氧树脂浸渍;包扎垫块，胶带不间断。

（7）软端箍。端箍采用φ30玻璃纤维绳，绑绳用预浸φ5涤波绳。玻璃纤维绳先用环氧树脂胶预浸（EP03∶固化剂30∶丙酮=10∶5∶1），平包1层0.3×25无纬玻璃丝带。端箍施工时做到绑扎牢固，避免引起线圈过量振动。

（8）下层耐压试验。按GB8564-2006，下层线棒交流耐压值2.5UN+2=28.25kV，从75%试验电压升至试验电压时间一般不超过15s。试验时用铜纺织线将下层线棒分两段连接起来，两段之间上下端头分界面用经烘干的云母纸（0.2mm厚约20层）隔离开。

（9）上层线棒槽电位测试。上层线棒安装完后，用铜编织线将上下层线棒分4段连接起来，4段之间上下端头分界面用经烘干的云母纸隔离开，非被试段线棒和测温电阻可靠接地，其最大槽电位不超过5V。

（10）槽楔安装。定子槽楔由酚醛玻璃压塑料制成，分上槽楔、下槽楔、槽楔、检测槽楔等。槽楔与线棒间垫以0.25mmNOMEX绝缘纸和1mmF级低电阻压板，弹性波纹板调整紧度。定子线棒槽楔紧度不合适，会使线棒和槽楔、槽壁之间接触不良或出现间隙，容易产生电腐蚀，运行时如槽楔松动会磨损线棒。槽楔上通风沟和铁芯通风沟的中心应对齐，增加通风提高功率因数。

3.3 银铜钎焊

线棒上、下端头焊接用100kVA中频焊机进行感应硬钎焊。银铜钎焊渗透率好，生产率高。焊接时用分析醇酒精或丙酮将端线棒端头和线棒连接板清洗干净，塞入0.4mm银焊片，用硬焊机钳口夹紧加热，φ2银磷铜焊条（HIAgCu80-5）填充均匀。加热铜焊接头710℃至铜焊条熔化。加热和铜焊时间少于2min。线棒上端头焊接前，用湿石棉布裹住端部，保护线棒绝缘。

3.4 绝缘盒安装

（1）下层绝缘盒安装。首先用牛皮纸将绝缘盒外部包扎牢固，其目的是防止环氧胶溢出，污染绝缘盒。环氧胶为879胶，配好后用手枪电钻进行搅拌，均匀注入绝缘盒内部，1次约1/3容量，平放于预先设置的1块3～5cm厚的木板上，通过千斤顶均匀托起木板，让绝缘盒完全套入，调整绝缘盒间隙，固定木板。

（2）上层绝缘盒安装。上层绝缘盒尺寸偏大，上部灌胶孔偏小，安装前先改制试装。将φ5×350mm耐油橡胶条垫入绝缘盒，将HDJ-18双组份封口腻子揉和均匀，适当加入硅石英粉以防粘手，将绝缘盒下口周围填塞好，不能漏胶。上层为881填充胶，灌后24h检查补胶。

3.5 极间连线和铜环引线安装

按铜环引线图先安装侧向极间连接线，然后安装上端的极间连接线。调整好极间连接线的高程、水平度，进行银铜钎焊。焊完冷却后用铜丝刷清理焊接部位，并用酒精清洗干净。用封口腻子将焊接部位的突变部分填平，半叠包桐马粉云母带，每包1层刷1遍HDJ-16涂刷胶，最后包1层玻璃丝带，并刷1遍HDJ-16涂刷胶。铜环安装时按图纸要求预装配制，调整铜环支撑座基础，找正位置后，将支撑基础焊于机座环板上，焊高6mm。

3.6 定子干燥

定子干燥采用加热板红外辐射法，温升速度不超过5～8℃/h，最后保持在70℃左右。定子整体用帆布蒙盖，沿定子线圈布置酒精温度计进行温度测量。当绝缘电阻换算至100℃不低于6.2MΩ并稳定4～8h后，可以停止加热，缓慢降温至50℃，然后自然冷却至室温。

3.7 整体试验

定子绕组交流耐压试验电压值2UN+3kV=24kV，时间1min。在升压过程中观察线棒端部的起晕电压，起晕电压不低于额定电压。耐压试验1次性通过，绝缘电阻、吸收比、直流电阻等均满足规范要求。

3.8 喷漆

清扫定子，对定子铁芯表面及线圈端部按绝缘规范喷9130磁漆。按图纸要求进行挡风板安装，线棒端部绑扎挡风板时在线棒与挡风板之间垫上预浸涤纶毡。

4 结语

皂市水电站发电机定子采用了软端箍、线棒对接银铜钎焊等工艺，施工中虽然出现线棒长度偏短、绝缘盒尺寸偏大8mm、绝缘盒数量不符等设备缺陷，由于工艺准备充分，把握了工艺特点，下线施工取得了较好效果。

作者简介: 林小鹏，男，武警水电第二总队第八支队，工程师。

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